La formation d'étoiles massives

[Fitz]

Bonjour

 

Dans cet article ils expliquent la formation d'étoiles massives. J'ai tout compris sauf le plus important...

 

En quoi les instabilités de Rayleigh-Taylor aident elles?

[ArthurDent]

Salut,

 

Intuitivement, je dirais :

 

Le modèle simplifié prédit que la pression de radiation arrête l' effondrement avant la fin de la formation de l' étoile quand la masse totale est de plus de 20 masses solaires. Ce modèle suppose qu' on est proche d' une symétrie sphérique, les zones les plus denses et chaudes étant au centre.

 

En brisant cette symétrie sphérique, l' instabilité de Rayleigh-Taylor permettrait aux radiations de s' échapper sans arrêter l' effondrement (les zones chaudes servant de radiateur, alors que les zones froides continuent de se contracter).

 

L' article d'origine semble être celui-là (et les choses sont plus compliquées que mon explication ci-dessus, ce qui n' est pas étonnant):

http://fr.arxiv.org/abs/0901.3157

[ChiCyg]

C'est comme l'eau qui bout dans une casserole !

 

Si on considère la casserole en une seule dimension c'est à dire la source de chaleur en bas et la surface de l'eau au-dessus, si la puissance est suffisante, l'eau n'arrive pas à transmettre cette chaleur à travers son volume, la couche inférieure s'échauffe donc énormément devient vapeur et expulse les couches supérieures.

 

Ce n'est pas tout à fait ce qui se passe en réalité parce que la convection intervient : les couches inférieures qui commencent à s'échauffer deviennent (par dilatation) moins denses que les couches supérieures encore froides. Ces couches moins denses vont avoir tendance à monter.

Mais il faut alors modéliser en 2 ou 3D pour rendre compte de ce phénomène.

 

On est dans le cas de l'instabilité de Rayleigh-Taylor lorsque dans un champ de gravitation une couche plus dense est au-dessus d'une couche moins dense. Une toute petite perturbation (un peu de matière moins dense qui monte, un peu de matière plus dense qui descend) va s'amplifier et des "bulles" chaudes vont monter pendant que des "bulles" froides vont descendre. C'est la convection. Elle transmet plus efficacement que la conduction la chaleur et la température devient à peu près homogène.

 

La théorie de Krumholz et consorts est que cette instabilité joue dans la formation des étoiles, qu'elle permet donc à la chaleur produite par la contraction de l'étoile de s'échapper et donc de plus grosses étoiles de se former.

 

C'est marrant parce que je croyais que le problème était de comprendre pourquoi le nuage proto-stellaire ne se fragmentait pas beaucoup plus. En gros au cours du début de la contraction du nuage proto-stellaire la densité augmente et permet à des petites parties du nuage de s'effondrer à leur tour et ainsi de suite jusqu'à des masses de 0,5 masses solaires environ. Dans leur modélisation 3D, ils observent ce phénomène (de plus petites étoiles se forment) mais, ils considèrent qu'elles fusionnent avec le coeur central ...